La combustión

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Presentación de diferentes vías de acceso al tema a nivel de Educación Media

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La combustión

  1. 1. LA COMBUSTIÓN Una reacción química muy importante
  2. 2. ¿Qué tienen en común las imágenes que aparecen a continuación? ¿Qué reacción química se pone de manifiesto en ellas?
  3. 3. Lee con atención el siguiente texto: La combustión es un fenómeno químico en el que se desprende energía en forma de luz y calor. Para producir una combustión se necesita un combustible, un comburente y alcanzar la denominada temperatura de inflamación.
  4. 4. Leamos por partes: La combustión es un fenómeno químico en el que se desprende energía en forma de luz y calor. Para producir una combustión se necesita un combustible, un comburente y alcanzar la denominada temperatura de inflamación. PROCESO EXOTÉRMICO
  5. 5. ¿Para qué nos sirve saber esto? La combustión se utiliza para generar energía Carbón, leña Petróleo Hidráulica 20% 30% 50% EN URUGUAY
  6. 6. Imaginemos que se termina el petróleo… Puede ocurrir… Allá por el año 1977 TIME pidió al escritor de ciencia-ficción Isaac Asimov su visión de una sociedad de baja energía que podría existir hacia el final del siglo XX. La historia comenzaba así: “Es el año 1997, y está lloviendo, y usted tendrá que caminar para ir al trabajo otra vez. Las líneas del metro están abarrotadas de gente, y cualquier tren se estropea una de cada cinco mañanas. Los autobuses ya no están… Cualquier persona mayor de diez años es capaz de recordar los automóviles. Desaparecieron poco a poco… …La energía que queda no puede ser destinada a la comodidad personal…”¿Y qué podemos hacer nosotros ahora para prevenir todo esto? ¿Ahora? Casi nada.
  7. 7. Si hoy te hicieran el mismo encargo a ti ¿qué escribirías?. Continúa esta historia: Es el año 2031, hace tiempo que no existe el petróleo…
  8. 8. ¿No te gusta escribir? ¿Cómo lo representarías en un dibujo? “Así veo un mundo donde el petróleo no existe”.
  9. 9. Volvemos a leer la definición: La combustión es un fenómeno químico en el que se desprende energía en forma de luz y calor. Para producir una combustión se necesita un combustible, un comburente y alcanzar la denominada temperatura de inflamación. FACTORES DEL PROCESO
  10. 10. Este dibujo aparece en un manual de prevención de incendios: CALOR Le llaman TRIÁNGULO DEL FUEGO ¿Por qué será? ¿Por qué aparecerá en estos manuales? Para evitar un incendio, o para extinguirlo, es necesario eliminar alguno de los factores.
  11. 11. ¿Los esquematizamos? COMBUSTIBLE COMBURENTE TEMPERATURA DE IGNICIÓN HUMO ENERGÍA Carbón Hidrocarburos Leña Oxígeno del aire Óxidos de carbono Agua LO QUE SE QUEMA FAVORECE LA COMBUSTIÓN CHISPA SUSTANCIAS QUE SE PRODUCEN FUEGO COMBUSTIBLE CHISPA FUEGOOXÍGENO DEL AIRE
  12. 12. Observemos el proceso: El mechero Bunsen (mechero a gas) del Laboratorio permite observar el proceso y ver alguna de sus características. Mira con atención el siguiente video: Video: LA COMBUSTIÓN EN UN MECHERO BUNSEN http://youtu.be/a5umNy30Ib8
  13. 13. ¿Se observa siempre la misma reacción? ¿Qué diferencias observas? ¿A qué se deben?
  14. 14. Diferencias entre combustión completa e incompleta COMBUSTIÓN COMPLETA COMBUSTIÓN INCOMPLETA -Mucho oxígeno -Humo blanco -Sin residuo -Llama azul -Produce CO2 y H2O -Poco oxígeno -Humo negro -Deja residuo negro (hollín) -Llama amarilla -Produce C, CO, CO2 y H2O
  15. 15. ¿Cómo podemos representarla? C(s) + O2(g) CO2(g) + H2O(g) + 212 kJ Una ecuación química representa simbólicamente un proceso indicando cada sustancia participante con su símbolo y un subíndice que corresponde a la inicial del estado de agregación en qué se encuentra. La combustión completa del carbón se representa:
  16. 16. CH4(g) + 2 O2(g) CO2(g) + 2 H2O(g) + 890 kJ y la del metano (principal componente del gas natural): FÓRMULA DE LA SUSTANCIA ESTADO DE AGREGACIÓN CANTIDAD DE SUSTANCIA QUE REACCIONA O SE PRODUCE ENERGÍA
  17. 17. Información que suministra una ecuación Cantidad de combustible Cantidad de oxígeno Cantidad de productos MOLES GRAMOS LITROS DIRECTAMENTE INDIRECTAMENTE ENERGÍA ¿Qué podemos hacer con ella? DETERMINAR Relación entre cantidad de combustible y oxígeno Energía que se producirá
  18. 18. La combustión de la nafta se utiliza en motores de autos y motos para generar energía. Un litro de nafta (780g.) se consume en un viaje. Plantea la ecuación igualada para la combustión completa del octano. Calcula cuántos gramos de oxígeno se necesitan para la combustión completa de ese litro de nafta (considera la nafta formada por octano). ¿Realizamos cálculos?
  19. 19. ¡¡Suicidio en el estacionamiento!! El monóxido de carbono es un peligroso veneno que convive con nosotros en las grandes ciudades. Sin lugar a dudas, su presencia en la atmósfera está relacionada con la circulación de vehículos. En 1982, cientos de coches coincidieron para salir de un estacionamiento subterráneo en la ciudad de México. La emisión de CO y la lentitud del sistema de cobro empezaron a provocar una intoxicación masiva. Todo se resolvió cuando el cobrador, al ocurrir los primeros desmayos, dejó salir los coches sin pagar. cof cof ¿Accidente o ignorancia?
  20. 20. ¿Qué tipo de combustión ocurrió en el estacionamiento? ¿Por qué ocurrió este tipo de combustión? Razonemos… ¿Cuál es la relación entre moles de combustible y oxígeno para cada reacción? Se mezclan 10 g de nafta (supón que es octano), con 20 g de oxígeno. Si se desea que la combustión sea completa, ¿es suficiente la cantidad de oxígeno? (Sugerencia: para responder calcula cuanto oxígeno se necesitaría para la combustión de los 10 g de nafta) Calculemos…
  21. 21. ¿Investigamos? ¿Alguna vez te pusiste a pensar como funciona el motor de un auto? ¿Viste como era un motor por dentro? Investiga como funciona un motor de cuatro tiempos. (Puedes consultar a un mecánico o en manuales y libros) Relaciona el funcionamiento del motor con los factores de la reacción estudiada.
  22. 22. ACTIVIDADES AGREGADAS PARA LOS CURSOS DE ELECTROMECÁNICA El mismo tema se trabaja en los cursos de Electromecánica y de Electromecánica Automotriz. En estos cursos se relaciona el proceso con el Taller correspondiente. Las siguientes actividades están pensadas para estos cursos.
  23. 23. ¿Todos los motores de combustión funcionan de la misma manera? Motor de cuatro tiempos de Ciclo Otto • Se utiliza generalmente en autos y vehículos livianos Motor de cuatro tiempos de Ciclo Diesel • Se utiliza generalmente en vehículos pesados
  24. 24. Motor de cuatro tiempos de ciclo alternativo Ciclo OTTOCOMBUSTIÓN explosión
  25. 25. Investiga con tus compañeros: ¿Qué diferencias hay entre el funcionamiento del motor representado y el Motor de Ciclo Diesel? ¿En qué aspectos de la combustión se observan diferencias? Muestra el resultado de tu investigación a tus compañeros. Debes acompañar tu explicación con una Presentación Audiovisual (video, diapositivas), con un cartel o con partes del motor. Expongan: ¿Qué características deben reunir los combustibles de cada motor?
  26. 26. ACTIVIDADES AGREGADAS PARA LOS CURSOS DE ELECTROMECÁNICA También se trata el tema en los cursos de Informática, Administración y Turismo. En estos cursos se relaciona el proceso con su incidencia en la sociedad y el ambiente. Las siguientes actividades están pensadas para estos cursos.
  27. 27. COMBUSTIÓN LLUVIA ÁCIDA SMOG CALENTAMIENTO GLOBAL CRISIS ENERGÉTICA ¿Qué problemas ambientales se relacionan con este proceso? Además…
  28. 28. Investiguen: Conjuntamente con un grupo de compañeros elijan uno de los tipos de contaminación y averigua: ¿Cuáles son sus causas? Muestren el resultado de su investigación a los demás compañeros. Deben acompañar tu explicación con una Presentación Audiovisual (video, diapositivas) o con un cartel. Expongan: ¿Cómo afectan al ambiente y las personas? ¿Qué se está haciendo para disminuir su incidencia?
  29. 29. Trabajando en equipo investiguen: ¿Cuáles son las causas de la crisis energética? Elaboren un folleto alertando a la población sobre este problema. En él deben aparecer un slogan representativo, imágenes y datos significativos Muestren los resultados de tu investigación: ¿Cómo afecta a la sociedad, la política y la economía? ¿Qué se está haciendo para disminuir sus efectos?
  30. 30. Bibliografía Libros consultados: “Química, un enfoque planetario” - Lahore y otros. “Quim Com, Química en la comunidad” - American Chemical Society MXN Programas de la asignatura. Imágenes: http://flickrcc.net/flickrCC/index http://es.wikipedia.org Video: http://youtu.be/a5umNy30Ib8

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